космических объектов с обеспечением не менее 30 ячеек разрешения по критическому линейному размеру, что соответствует разрешению не хуже 2 см для характеризации низкоорбитальных миниспутников( 0,6 – 2,5 м).
Но наиболее универсальным подходом к разрешению при оценке некоординатных характеристик представляется график зависимости вероятности распознавания объекта от числа элементов разрешения в площади объекта( рис. 2). График позволяет наглядно связать данные вышеприведенной таблицы с вероятностью классификации. Существует еще ряд технологий выявления характерных рассеяний в радиолокационном сигнале, базирующихся, например, на использовании поляризационной структуры такого сигнала [ 15 ].
О разрешающей способности РЛС
Специалисты по радиолокации придерживаются следующего определения разрешающей способности, обосновываемого теорией статистических решений: под разрешением сигналов понимается указание числа сигналов, содержащихся в реализации смеси сигналов и помех, и определение параметров всех обнаруженных сигналов. Соответственно, разрешающая способность – это оценка характеристик информационной системы с точки зрения осуществления ею процедуры разрешения.
Разрешение непосредственно проявляет себя при извлечении полезной информации из аддитивной смеси сигналов, образованных суперпозицией волн нескольких источников( объектов фоноцелевой обстановки), когда нужно осуществлять раздельное наблюдение этих источников по заданному параметру. Чаще всего именно такое раздельное наблюдение источников сигнала( в данном случае – радиолокационного) и называют разрешением, причем если речь идет о раздельном наблюдении в пределах классического( релеевского) элемента разрешения, то часто говорят о сверхрелеевском разрешении или сверхразрешении. Как известно, ширина релеевского элемента разрешения определяется как величина, обратная длительности выборки по заданному параметру. Введение такого понятия и, соответственно, его характеристики обусловлено тем, что любое радиолокационное наблюдение за объектом фоноцелевой обстановки ограничено по времени, частоте или по пространству, причем настолько, что источники радиолокационных сигналов, параметры которых необходимо оценить, как правило, остаются в пределах релеевского элемента разрешения.
Сверхразрешения добиваются на основе применения методов цифровой обработки сигналов: MUSIC, ESPRIT, максимальной энтропии [ 16 ], Кейнона, сверхвысокого разрешения, обратной свертки, фазовых взвешивающих коэффициентов, углового взвешивания, главных компонент, анализа независимых компонент, максимального правдоподобия, « теплового шума », Борджотти-Лагунаса, алгебраических методов и др. Следует отметить, что перечисленные методы не являются универсальными и далеко не всегда эффективны, тем более что почти все они требуют априорной информации о числе разрешаемых целей. Быстродействие большинства алгоритмов на основе приведенных методов недостаточно для работы в реальном времени. Кроме того, высока зависимость качества получаемых решений от уровня помех.
Обеспечение высокой разрешающей способности можно рассматривать как процедуру пространственновременной фильтрации. Однако нужно также учесть, что пространственно-временная фильтрация есть одно из воплощений хорошо известных в радиоэлектронике технологий осуществления разрешения: пространственного SDMA( Space Division Multiple Access), временного TDMA( Time Division Multiple Access) и частотного FDMA( Frequency Division Multiple Access) разделения каналов. Достаточно долгое время используется еще и технология поляризационного разделения PDMA( Polarization Division Multiple Access), гарантирующая также полное « запечатывание » при приеме одного из каналов получения информации, используя различия в поляризационном состоянии сигналов( характерный пример – настройка антенной системы на нулевую поляризацию цели [ 15 ]). По этой причине понятно желание сопрячь технологию пространственно-временной фильтрации( пространственно-временной адаптивной обработки) STAP( Space-Time Adaptive Processing) с технологией PDMA. Все увереннее в радиолокации заявляют о себе кодовые технологии разделения каналов CDMA( Code Division Multiple Access) [ 9 ]. Технология PDMA имеет одну существенную особенность, в корне отличающую ее от иных технологий разделения каналов, – она допускает виртуальную реализацию [ 15 ]. После того как вектор электромагнитного поля( или совокупность векторов) оценен( зафиксирован), в процессоре РЛС можно сформировать радиолокационные сигналы или характеристики цели, соответствующие любой комбинации поляризаций для облучающей цель волны и для приемной антенны. В частности, здесь можно получить поляризации цели, гарантирующие максимум или минимум( то есть отсутствие) принимаемого от цели сигнала. Естественно, что такая виртуальная процедура способна еще и скорректировать влияние поляризационных характеристик антенн на традиционные реализуемые функции. Реальное « невиртуальное » воплощение технологий PDMA проводится настройкой и перестройкой антенн, что требует соответствующих временных, энергетических и аппаратурных ресурсов.
36 Морские информационно-управляющие системы, 2015 / No. 2( 8)